基于多目标优化算法的交叉路口信号灯配时模型研究

郝林倩

摘 要： 当前国内道路交通管制仍然主要依靠交通信号灯，依然是传统的三色灯固定配时模式，这种模式最大的弊端在于不能针对交通流的实时变化进行动态配时调整，从而造成道路资源的浪费。对多目标算法进行优化，并提出一种交叉路口信号灯智能配时模型。又利用实际数据对模型进行了测试分析。实验证明，该模型能有效减少机动车的平均延迟时间和停车次数，从而提升道路的通行效率。

关键词： 交叉口; 交通流预测; 动态配时; 多目标优化算法

文章编号： 2095-2163（2021）03-0154-05 中图分类号：TP391 文献标志码：A

【Abstract】At present， road traffic control in China still mainly relies on traffic signal lights， which is still the traditional three-color light fixed timing mode. The biggest drawback of this mode is that it cannot adjust the dynamic timing according to the real-time changes of traffic flow， resulting in waste of road resources. Based on the optimization of multi-objective algorithm， a dynamic timing model of intersection signal is proposed. And the model is tested and analyzed by using the actual data. The results show that the model can not only effectively reduce the average delay time and parking times， but also improve the maximum flow capacity of the road.

【Key words】 intersection; traffic flow prediction; dynamic timing; multi-objective optimization algorithm

0 引 言

当前，堵车现象已成为城市道路交通中令人困扰的问题之一，究其成因，既有生活水平提高带来的家庭用车数量增加和城市道路交通容量迹近饱和的缘故，但也有交通管制与引导不科学所致。国内的道路交通管制目前主要依靠交通信号灯的控制，仍然是传统的三色灯固定配时模式，这种模式的弊端就在于不能针对交通流的实时变化进行动态配时调整，从而造成道路资源的浪费。本文在对多目标算法进行优化的基础上，提出了一种交叉路口信号灯动态配时模型。并利用实际数据对模型进行了测试分析。实验证明，该模型能有效减少机动车的平均延迟时间和停车次数，从而提升道路的通行效率。

1 多目标优化理论

1.1 多目标优化的数学描述

现实中，很多事务都存在有多个指标需要同时满足的情况，即同一问题模型中存在多个非线性目标，这些目标函数都需要优化，但函数之间往往相互冲突。……